PL172925B1 - Koncentrator fal powierzchniowych - Google Patents

Abstract

1. Koncentrator fal powierzchniowych, stanowiący element przestrzenny ograniczony powierzchnią płaską i powierzchnią obrotową zaopatrzony w przetwornik elektroakustyczny, znamienny tym, że ma kształt obrotowej bryły (2,2') o wypukłej powierzchni bocznej i ściętych symetrycznie podstawach, wykonanej z ceramiki piezoelektrycznej, przy czym przetwornik elektroakustyczny stanowi znany przetwornik międzypalczasty tworzący układ elektrod metalowych (3), któryjestumieszczonypomiędzypodstawami na wycinku powierzchni bocznej obrotowej bryły (2, 2').

Description

Przedmiotem wynalazku jest koncentrator fal powierzchniowych, przeznaczony do koncentracji frontu akustycznych fal powierzchniowych wzdłuż linii, badań zjawisk nieliniowych w falach akustycznych o dużej mocy, a także do cięcia i zgrzewania materiałów, zwłaszcza folii z tworzyw sztucznych.

Znany jest koncentrator fal powierzchniowych, stanowiący element przestrzenny ograniczony powierzchnią płaską stanowiącą płaszczyznę propagacji fali powierzchniowej i utworzoną na niej powierzchnią obrotową w postaci wnęki w kształcie soczewki sferycznej. Na powierzchni płaskiej umieszczony jest przetwornik elektroakustyczny generujący w kierunku wnęki front fali powierzchniowej. Falę powierzchniową wytwarza się przy użyciu przetworników międzypalczastych umieszczonych na podłożu piezoceramicznym, bądź przy użyciu przetworników piezoelektrycznych. Promienie wytworzonej fali powierzchniowej przechodzące przez środek wnęki mają najdłuższą drogę, natomiast promienie przechodzące w pobliżu brzegów wnęki mają drogę najkrótszą. Tym samym płaski front fali powierzchniowej przekształca się we front zbieżny w kierunku promienia o najdłuższej drodze propagacji. Jednak po przejściu przez wnękę front fali staje się rozbieżny.

172 925

Koncentrator fal powierzchniowych, stanowiący element przestrzenny ograniczony powierzchnią płaską i powierzchnią obrotową, zaopatrzony w przetwornik elektroakustyczny,, według wynalazku char akt eiyzuje się tym, że ma kształt obrotowej bryły o wypukłej powierzchni bocznej i ściętych symetrycznie podstawach; wykonanej z ceramiki piezoelektrycznej, przy czym przetwornik elektroakustyczny stanowi znany przetwornik międzypalczasty tworzący układ elektrod metalowych, który jest umieszczony pomiędzy podstawami na wycinku powierzchni bocznej obrotowej bryły. Korzystnym jest, jeżeli elektrody tworzące palce przetwornika międzypalczastego mają dłuższe krawędzie usytuowane w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu obrotowej bryły, zaś obrotowa bryła ma kształt dwóch stożków ściętych złączonych podstawami. Korzystnym jest także, jeżeli powierzchnia boczna obrotowej bryły ma kształt pasa sferoidalnego.

Inny koncentrator fal powierzchniowych, stanowiący element przestrzenny ograniczony powierzchnią płaską i powierzchnią obrotową, zaopatrzony w przetwornik elektroakustyczny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma kształt obrotowej bryły o wypukłej powierzchni bocznej i ściętych symetrycznie podstawach, wykonanej z dowolnego materiału , przy czym przetwornik elektroakustyczny utworzony jest przez znane ^2 f Γ J J Γ J J J J iz przetworniki piezoelektryczne, które przytwierdzone są pomiędzy podstawami na wycinku powierzchni bocznej obrotowej bryły. Korzystnym jest, jeżeli przetworniki piezoelektryczne umieszczone są w co najmniej jednym rzędzie, zaś ich dłuższe krawędzie usytuowane są w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu obrotowej bryły. Korzystnym jest także, jeżeli obrotowa bryła ma kształt dwóch stożków ściętych złączonych podstawami. Powierzchnia boczna obrotowej bryły może mieć także korzystnie kształt pasa sferoidalnego.

Tak wykonany koncentrator pozwala na przekształcenie szerokiego frontu fali w liniową wiązkę promieni akustycznych fal powierzchniowych propagującą się wzdłuż linii grzbietowej odpowiadającej maksymalnemu obwodowi bryły.

Wynalazek objaśniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok koncentratora z przetwornikiem miedzypalczastym, a fig. 2 przedstawia widok koncentratora z przetwornikiem piezoelektrycznym.

Koncentrator przedstawiony na fig. 1 składa się z wyszljfowanej bryły 2, 2’ z ceramiki piezoelektrycznej w kształcie dwóch stożków ściętych złączonych podstawami. Na wycinku powierzchni bocznej obrotowej bryły 2, 2’, pomiędzy podstawami, umieszczony jest układ elektrod metalowych 3 połączonych z zaciskami prądowymi, tworzących przetwornik międzypalczasty. Elektrody 3, stanowiące palce przetwornika międzypalczastego mają dłuższe krawędzie usytuowane najkorzystniej w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu bryły 2, 2’ tak, że są zorientowane prostopadle do środkowej linii grzbietowej odpowiadającej maksymalnemu obwodowi bryły.

Bryła ceramiki piezoelektrycznej może być wykonana z cylindrycznej tarczy piezoelektrycznej o polaryzacji osiowej lub promieniowej. Przetworniki międzypalczaste 3 w każdym przypadku wysyłają fale powierzchniowe 1, 1’ prostopadle do linii elektrod. Tak generowane fale propagując się na powierzchni bocznej bryły 2, 2’ zakrzywiają swój tor w kierunku linii grzbietowej odpowiadającej maksymalnemu obwodowi bryły. Zakrzywienie toru fali wynika z tego, że prędkość fal powierzchniowych 1, V na całej szerokości frontu falowego jest stała, więc w tych samych przedziałach czasowych fala przebywa równe odcinki drogi. Odcinek taki stanowi większą część obwodu bryłu przy jej podstawach, niż w części środkowej o większym obwodzie. Z tego względu promienie propagującej się fali powierzchniowej 1, 1’ przy podstawach bryły 2, 2’ wyprzedzają promienie propagujące się od strony linii grzbietowej co powoduje zakrzywienie frontu falowego w kierunku środka powierzchni bocznej i liniową koncentrację całej mocy fali na linii grzbietowej.

Koncentrator przedstawiony na fig. 2 składa się z obrotowej bryły 4 wykonanej z dowolnego materiału o ściętych symetrycznie podstawach i powierzchni bocznej w kształcie pasa sferoidalnego. Pomiędzy podstawami, na wycinku powierzchni bocznej,

172 925 przytwierdzone są dwa rzędy przetworników piezoelektrycznych 5, których dłuższe krawędzie usytuowane są najkorzystniej w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu bryły 4. Front falowy generowany przez tak usytuowany przetwornik elektroakustyczny ulega zakrzywieniu w kierunku linii grzbietowej bryły 4, analogicznie jak w przykładzie opisanym na fig. 1, gdzie następuje liniowa koncentracja fali.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. zastrzeżenia patentowe

   1. Koncentrator fal powierzchniowych, stanowiący element przestrzenny ograniczony powierzchnią płaską i powierzchnią obrotową zaopatrzony w przetwornik elektroakustyczny, znamienny tym, że ma kształt obrotowej bryły (2, 2’) o wypukłej powierzchni bocznej i ściętych symetrycznie podstawach, wykonanej z ceramiki piezoelektrycznej, przy czym przetwornik elektroakustyczny stanowi znany przetwornik międzypalczasty tworzący układ elektrod metalowych (3),· który jest umieszczony pomiędzy podstawami na wycinku powierzchni bocznej obrotowej bryły (2, 2’).
2. 2. Koncentrator według zastrz. 1, znamienny tym, że elektrody (3) tworzące palce przetwornika miedzypalczastego mają dłuższe krawędzie usytuowane w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu bryły (2, 2’).
3. 3. Koncentrator według zastrz. 1, znamienny tym, ze bryła (2, 2^?) ma kształt dwóch stożków ściętych złączonych podstawami.
4. 4. Koncentrator według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia boczna bryły (2, 2’) ma kształt pasa sferoidalnego.
5. 5. Koncentrator fal powierzchniowych, stanowiący element przestrzenny ograniczony powierzchnią płaską i powierzchnią obrotową, zaopatrzony w przetwornik elektroakustyczny, znamienny tym, że ma kształt obrotowej bryły (4) o wypukłej powierzchni bocznej i ściętych symetrycznie podstawach, wykonanej z dowolnego materiału, przy czym przetwornik elektroakustyczny utworzony jest przez znane przetworniki piezoelektryczne (5), które przytwierdzone są pomiędzy podstawami na wycinku powierzchni bocznej obrotowej bryły (4).
6. 6. Koncentrator według zastrz. 5, znamienny tym, że przetworniki piezoelektryczne (5) umieszczone są w co najmniej jednym rzędzie, zaś ich dłuższe krawędzie usytuowane są w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu bryły (4).
7. 7. Koncentrator według zastrz. 5, znamienny tym, że bryła (4) ma kształt dwóch stożków ściętych złączonych podstawami.
8. 8. Koncentrator według zastrz. 5, znamienny tym, że powierzchnia boczna bryły (4) ma kształt pasa sferoidalnego.